【文章內(nèi)容簡介】 的基音周期中被廣泛應(yīng)用，這是因為相關(guān)處理 法抗波形相位失真強．另外它在硬件處理上結(jié)構(gòu)簡單。本文對語音信號基音周期檢測進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上采用了中心削波和三電平削波的方法對語音信號進(jìn)行處理。最后通過 MATAIJB 軟件實現(xiàn)了語音信號的基音周期檢測。 二 、靖點檢測 漢語的音節(jié)末尾都是濁音、只用短時能量就能較好地判斷一個詞語的末點。因此漢語孤立詞語的末點檢測不存在什么困難。漢語詞語的起點檢測不僅有一定難度，而且檢測是否準(zhǔn)確對語音識別性能影響頗大，因為大多數(shù)聲母都是清聲母，還有送氣與不迭氣的塞音和塞擦音，將它們與環(huán)境噪聲分辨是比較因難的。 語音剛開始的 一段，其短時能量的大小與背景噪聲的短時能量大小差不多，因此要想可靠地檢測到語音起點，存在較大困難。雙門限法是考慮到語音開始以后總會出現(xiàn)能量較大的濁音，設(shè)一個較高的門限 T1 用以確定語音已開始，再取一個比 T1 稍低的門限 T2，用以確定真正的起止點結(jié)束點。判斷清音與無話的差別，是采用另一個門限 T3，求越過該門限 “過零率”。只要取得合適，通常背景噪聲的低門限 T3 過零率值將明顯低于語音的低門限過零率值，這種方法普遍適用于有話、無話鑒別或者是詞語前端檢測 [1]。短時平均過零率可以在一定程度上反映頻率的高低，和短時平均幅 度函數(shù)想結(jié)合起來就可以判斷聲音信號起止點的位置，即進(jìn)行端點檢測。 三 、自相關(guān)檢測原理 對于離散的數(shù)字語音信號序列 x(n),自相關(guān)函數(shù)定義如下： 5 5 式（ ） 中， k 為信號的延遲點數(shù)。對于隨機(jī)性信號序列或周期性信號序列，自相 關(guān)函數(shù)定義為： 自相關(guān)函數(shù)具有以下的性質(zhì)：如果序列 x(n)具有周期 N ，則其自相關(guān)函數(shù)也是同周期的周期函數(shù)。即： x(n)=x（ n + N)則： R(k)=R(k + N)清音信號沒有周期性，它的自相關(guān)函數(shù)也沒有周期， R(k)會隨著 k的的 增大迅速衰減。濁音信號具有準(zhǔn)周期性，它的自相關(guān)函數(shù) R(k)具有與 {x(m)}相同的周期。自相關(guān)法基音檢測正是利用 R(k)的這一性質(zhì)對語音信號進(jìn)行基音檢測的。 四 、基音檢測頂處理 為了提高自相關(guān)法和平均幅度差函數(shù)法檢測基音周期的可靠性，采用兩種預(yù)處理方法對原始信號進(jìn)行預(yù)處理[1]： （一） 中心削波處理 中心削波處理時使用如圖 1 所示的中心削波函數(shù)進(jìn)行處理： 其中削波電平 CL 一般取最大信號幅度的 60％一 7O％圖 1． 2 給出了中心削波處理后的結(jié)果。中心削波后，再用自相關(guān)法檢出基音頻率，錯判為倍頻或分頻的情況就可大大減少了。 (二 )為了減少自相關(guān)計算中的乘法運算，可以把上述中心削波以后的信號 {y(n)}的自相關(guān)用兩個信號的互相關(guān)代替，其中一個信號是 (y(n))另一個信號是對 {y(n)}進(jìn)行三電平量化產(chǎn)生的結(jié)果 {y39。（ n） }即： 顯然 y39。（ n） 只有 1， O， +1 三種可能的取值，因而這里的互相關(guān)計算只需做加減法，而這個互相關(guān)序列的周期性與 {y(n))的自相關(guān)序列是近似相同的 [1]。 6 6 五 、 短時自相關(guān)函數(shù)法 能 量 有 限 的 語 音 信 號 {( )}sn 的 短 時 自 相 函 數(shù) 定 義 為1m0R 39。n [ ( ) ] [ ( ) ( ) ]N s n m s n m w m? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ?（ ） = ，其中， ? 為移位距離， w（ m）是偶對稱的窗函數(shù)。 短時自相關(guān)函數(shù)有以下重要性質(zhì)： 如果 {( )}sn 是周期信號，周期是 P，則 R39。?（ ） 是周期信號，且周期相同，即 R39。 39。(P+ )??（ ） =R 。 當(dāng) ? =0 時，自相關(guān)函數(shù)具有最大值，即在抽樣 0， ? P, ? 2P,... ,周期信號的自相關(guān)函數(shù)達(dá)到最大值。 自相關(guān)函數(shù)是偶函數(shù)，即 R39。 39。( )??（ ） =R 。 短時自相關(guān)函數(shù)法基音檢測的主要原理大都是利用短時自相關(guān)函數(shù) 的這一性質(zhì)，通過比較原始信號和它的移位后的信號之間的類似性來確定基因周期的，如果移位距離等于基音周期，那么，兩個信號具有最大類似性；或是直接找出短時自相關(guān)函數(shù)的兩個最大之間的距離，即作為基因周期的初估值。在實際采用短時自相關(guān)函數(shù)法進(jìn)行基音檢測時，可以采用兩種思路 i，一種是使用一 個窗函數(shù)，窗不動，語音信號移動，這是經(jīng)典的短時 自相關(guān)函數(shù)法。窗口長度 N的選擇至少要大于基音周期的兩倍，越大，短時自相關(guān)函數(shù)波形的細(xì)節(jié)就越清楚，更有利用基因檢測，但計算量較大，近年來由于高速數(shù)字信號處理器（ DSP）的使用，從而使得這一算法簡單有效，而不再采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的快速福利葉變換法、遞歸計算法等 ； N越小，誤差越大，但計算量越小。另一種思路是使用兩個窗函數(shù)，為變形的短時自相關(guān)函數(shù)法。；兩個窗函數(shù)可以等長不等起點，如協(xié)方差函數(shù)法；也可以不等長，如短時相互關(guān)法。自相關(guān)函數(shù)特別適用于噪聲環(huán)境下的基音提取。但通常情況下，基因頻率與第一共振峰頻率比較接近，當(dāng)聲道響 應(yīng)的相關(guān)峰大于基音周期的自相關(guān)峰時，單獨使用自相關(guān)函數(shù)會導(dǎo)致半倍和雙倍基因的提取誤差。 六 、 短時平均幅度差函數(shù)法（ AMDF法） 語音信號 {()}sn 的 短 時 平 均 幅 度 函 數(shù) 定 義 為 ：11201( ) s n m w m s n m